糖酵解的研究论文

径赛运动训练中运动生物化学理论的运用论文

在社会的各个领域，说到论文，大家肯定都不陌生吧，论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。还是对论文一筹莫展吗？以下是我为大家整理的径赛运动训练中运动生物化学理论的运用论文，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

摘要：

教练员在径赛运动训练当中要掌握一定的运动生物化学原理知识，将这些知识跟自己的实际训练相结合，科学训练，最终实现径赛运动员运动能力有质的提高。

关键词：

运动生物化学;运动训练;径赛运动;

一、引言

运动生物化学是源于生物化学的一个分支学科，研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律，并将这些规律应用于体育锻炼与各类体育运动训练。各类体育运动训练的最终目的是要用科学合理的方法提高运动能力，所以运动生物化学中的规律我们在运动训练中一定要遵循和应用，这样才能真正的科学训练，最大限度的激发运动员的运动能力。田径运动中的径赛项目作为一项开展广泛的运动，除了群众性的身体锻炼之外，还具有比较强的竞技性，所以在径赛运动训练中，从运动生物化学的角度来提高径赛运动员的运动能力和成绩至关重要。

二、径赛运动训练项目的运动生物化学供能原理

（一）径赛主要项目

径赛运动训练主要是以时间计算成绩的运动项目，是田径运动的一类,常见的有100米、200米、400米、800米、1500米、3000米、5000米、10000米、马拉松、3000米障碍赛、100米栏、110米栏、400米栏、10公里竞走、20公里竞走、50公里竞走、4×100米接力、4×200米、4×400米接力等，有的项目在10秒左右就完成,如100米,有的要几个小时,如马拉松、20公里竞走。

（二）径赛运动生化供能原理

径赛运动时的能量供给主要来源于人体的三大供能系统，即磷酸原系统(ATP-CP)、乳酸能系统（糖酵解）、有氧代谢供能系统。主要涉及人体细胞内一种高能磷酸化合物（ATP）的分解与合成来释放和吸收能量。ATP也叫三磷酸腺苷，ATP在特定酶的作用下水解生成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi），同时释放大量能力，达到供能的目的。同时ADP和Pi在吸收能量时候又会转化为ATP。原理示意如下：。供能：ATP在人体肌肉细胞内的含量很少，在剧烈运动时，人体ATP的最大供能时间约为2m，之后的'能量供应主要靠ATP的再生。这时细胞内的磷酸肌酸（CP）的高能磷酸键水解将能量提供给ADP和Pi,从而造成ATP的再生，再次供能，但是CP在人体内的含量也很少，只能维持6-8m，合计供能时间一般在10m以内。如100米跑项目的主要生物化学供能原理就是ATP-CP供能。2.乳酸能系统供能：ATP-CP之后的供能主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵（生成乳酸）解释放能量合成ATP,ATP水解继续供能，该供能方式约能持续2-3min。如400米跑项目主要依靠糖酵解实现供能。3.有氧代谢供能：肌肉细胞无氧糖酵解产生的乳酸极易导致肌肉疲劳，所以长时间低强度的耐力运动主要依靠有氧分解葡萄糖、脂肪、部分蛋白质释放的能量实现ATP再生，实现供能。如马拉松、20公里竞走主要是依靠有氧代谢供能。4.在实际运动中，不存在某一供能系统单独供能的情况，只是随着运动状况的变化，供能时间、供能顺序和相对比率不一样，没有同步供能。

（三）径赛运动训练对ATP-CP的影响

1.径赛运动训练可以明显提升ATP酶的活性。2.径赛速度训练可以提高肌酸激酶的活性，进而提高ATP的转换速率和肌肉细胞的最大供能输出功率，这对于提高径赛运动员的跑步速度和恢复期CP的恢复速度。3.径赛运动训练可以使骨骼肌内的应急能源物质CP储量明显增加，进而提高ATP-CP的供能时间。4.径赛运动训练对骨骼肌内ATP的含量影响不大。

三、运动员径赛训练的实施应用

（ 一）100米以内（含100米）短跑径赛项目的实施应用

由于100米的短跑项目主要的供能原理是ATP—CP供能，所以在实际训练中着重提高运动员肌肉中CP的储量和ATP的分解速率，实现更大功率的供能输出，最终提高运动员的速度素质。提高ATP—CP供能系统可采用的方法是间歇训练法，所谓间歇训练法是指在一次（组）练习之后，严格控制间歇时间，在机体未完全恢复的情况下，就进行下一次（组）训练的方法，间歇训练的运动强度最大，单次（组）运动时间应该控制在5-10s，每次（组）的间歇时间30s左右.例如训练100米以内短跑运动员的运动能力的训练计划（1个小时左右）

1.准备活动15min

2.行进间快速跑50米x10（组），每组间歇35s

3.休息10分钟

4.快速跑100米x10组（组），每组间歇35S

5.休息放松整理

注意每组的间歇时间要控制在30秒左右，不宜过长或者过短，如果间歇时间太短，磷酸原恢复量过少，此时再次运动其能量供应会转为乳酸能供应，使血乳酸水平上升明显，这不利于提高ATP-CP供能。反之，间歇时间过长，磷酸原得到充分恢复，但是由于训练密度不足，也不利于提高ATP-CP供能。

（二）200米、400米短跑径赛项目的实施应用

200米、400米短跑项目的时间成绩一般在2?3min，虽然在运动中前10秒左右主要是磷酸原系统供能,但是其供能系统主要是糖酵解供能，所以200米、400米短跑径赛运动员运动能力的提高主要是以提高糖酵解供能能力为主。目前常常采用最高乳酸训练法。所谓最高乳酸训练法是指通过训练使机体在无氧代谢运动中短时间内（30s?60秒）生成尽量多的乳酸，进而使糖酵解的供能能力达到最高水平，提高以其相应运动项目的运动能力。最高乳酸训练通常也是采用间隙训练法，有研究证实，200米、400米短跑运动员进行持续1min高强度跑，间隙休息时间为4min,跑5次后，血乳酸浓度可以高达32mmol/L。例如200米、400米跑的训练计划

1.准备活动15min

2.行进间快速跑350米x5组。间隙时间4min

3.调节性活动：绕田径场步行20min

4.再一次重复步骤（2)

5.放松整理然后休息。

值得注意的是，在运动时，乳酸积累虽然会导致机体疲劳和机能衰减，影响运动能力，但乳酸的大量积累可以刺激肌肉对乳酸等酸性物质的缓冲和适应，从而提高乳酸的耐受力，进而增强糖酵解供能能力。

（三）800米跑以上（含800米）径赛项目的实施应用

800米以上的径赛运动项目一般以有氧代谢供能系统为主，但在运动开始的前面短时间内伴有磷酸原供能和糖酵解供能。有氧代谢供能是指在有氧的条件下，糖类、脂肪、蛋白质的氧化分解，生成二氧化碳和水，同时释放能量的供能方式。有氧代谢供能要求运动员要有较好的有氧代谢能力，提高有氧代谢能力与提高呼吸系统和心血管系统的功能密切相关。发展有氧代谢能力主要与持续耐力训练及高原训练为主，可以改善机体内氧运输和利用的能力，提高有氧耐力素质。

持续耐力训练法一般以5000米长跑、10000米长跑，半程马拉松和越野跑为主要方法,也可以辅之以慢间歇跑,但在慢间歇跑的快跑阶段,心率不宜超过170～180次/分。此外也还有其他各类方法。持续耐力训练能提高肌肉细胞中肌红蛋白和肌糖原，使骨骼肌中线粒体的数目增加，体积增大，有氧代谢能力提高。

随着海拔高度的增加，氧气浓度越来越低，高原训练主要是提高径赛运动员在低氧条件下ATP的再合成能力。海拔高度以2000?2500米为最好，海拔太低或者太高都达不到最大的训练效果。

四、结语

综上所述，径赛体育教练员在训练运动员当中，肯定是希望自己的运动员能出好成绩，所以有必要掌握一定的运动生物化学训练知识和规律，开展科学训练。使训练有“法”可依，避免无的放矢。

参考文献

[1]许亚丽.《运动生物化学》教学过程性评价在运动训练专业的实践初探[J].才智,2016(34):97

[2]徐明.运动训练中的生物化学问题[J].成都体院学报,1986(02):94-95.

[3]马治云.体育教育专业本科生运动生物化学课程教学初探[J].华章，2012(22):188.

糖酵解又称糖解作用（英语：glycolysis。原自希腊语glykys，意思是「糖、甜」；以及lysis，意思是「分解」）是所有生物细胞糖代谢过程的第一步。在该过程中，一分子葡萄糖会经过十步酶促反应转变成两分子丙酮酸（严格来说，应该是丙酮酸盐，即是丙酮酸的阴离子形式）。最著名和研究最彻底的糖酵解形式是双磷酸已糖降解途径（Embden-Meyerhof途径）。另一途径是脱氧酮糖酸途径（Entner-Doudoroff途径），糖酵解一词可以用来概括所有这些途径，但在此却是当作双磷酸已糖降解途径的同义词。糖酵解在细胞的细胞质中进行。早先人们只知道糖无氧环境下降解为乳糖，但今天人们终於清楚知道，不论有氧还是无氧环境，糖会经过同样的过程分解为丙酮酸。在原核生物和真核生物的大部分缺氧细胞或组织（骨骼肌）中，丙酮酸会转化成乳糖或者像酵母那样成为乙醇和二氧化碳(CO2)。在有氧环境下工作的组织（典型：心肌细胞）分解三碳的丙酮酸为乙醯辅酶A和二氧化碳，乙醯辅酶A会进一步行三羧酸循环分解为CO2和氢。氢会与氢载体烟醯胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+)和黄素腺嘌呤(FAD)结合成(NADH 和 FADH2)。在线粒体里进行的呼吸链，氢离子的氧化会导致ATP的产生，能量会储存在ATP的高能磷酸键供细胞使用。糖酵解是唯一一条现代生物都具有的代谢途径，出现时间很早。糖酵解最早可能发生在35亿年前第一个原核生物中。糖酵解的第一步是葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖。不同细胞类型中所含有的酶也不一样，在所有的细胞中，皆有己糖激酶（Hexokinase）进行催化，而在肝细胞和胰腺中，则另外含有一种称为葡(萄)糖激酶（Hexokinase IV）的酵素[1]。磷酸化过程消耗一分子ATP，後面的过程证明，这是回报很丰厚的投资。细胞膜对葡萄糖通透，但对磷酸化产物6-磷酸葡萄糖不通透，後者在细胞内积聚并继续反应，将反应平衡向有利於葡萄糖吸收的那一面推移。之後6-磷酸葡萄糖会在磷酸己糖异构酶的催化下生成6-磷酸果糖。（在此果糖也可通过磷酸化进入糖酵解途径）接著6-磷酸果糖会在磷酸果糖激酶的作用下被一分子ATP磷酸化生成1,6-磷酸果糖，ATP则变为ADP。这里的能量消耗是值得的，：首先此步反应使得糖酵解不可逆地继续进行下去，另外，两个磷酸基团可以进一步在醛缩酶的参与下分解为磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。磷酸二羟丙酮会在磷酸丙糖异构酶帮助下转化为3-磷酸甘油醛。两分子3-磷酸甘油醛会被NAD+和 3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)的氧化下生成1,3-二磷酸甘油酸(1,3-BPG)。下一步反应，1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸。此反应由磷酸甘油酸激酶催化，高能磷酸键由1,3-二磷酸甘油酸转移到ADP上，生成两分子ATP。在此，糖酵解能量盈亏平衡。两分子ATP消耗了又重新生成。ATP的合成需要ADP作原料。如果细胞内ATP多（ADP则会少），反应会在此步暂停，直到有足够的ADP。这种反馈调节和重要，因为ATP就是不被使用，也会很快分解。反馈调节避免生产过量的ATP，节省了能量。磷酸甘油酸变位酶推动3-磷酸甘油酸生成2-磷酸甘油酸，最终成为磷酸烯醇式丙酮酸。磷酸烯醇式丙酮酸是高能化合物。最後，在丙酮酸激酶的作用下磷酸烯醇式丙酮酸 生成一分子ATP和丙酮酸。此步反应也受ADP调节。

糖酵解(glycolysis)酶将葡萄糖降解成丙酮酸，并生成ATP和NADH的过程。此过程在细胞质中进行, 并且是不耗氧的过程。糖酵解途径是指细胞在细胞质中分解葡萄糖生成丙酮酸的过程，此过程中伴有少量ATP的生成。这一过程是在细胞质中进行，不需要氧气，每一反应步骤基本都由特异的酶催化。在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸，有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环，生成CO2和H2O。糖酵解总共包括10个连续步骤，均由对应的酶催化。总反应为：葡萄糖+2ATP+2ADP+2Pi+2NAD+ ——>2丙酮酸+4ATP+2NADH+2H++2H2O（1）葡萄糖磷酸化葡萄糖氧化是放能反应，但葡萄糖是较稳定的化合物，要使之放能就必须给与活化能来推动此反应，即必须先使葡萄糖从稳定状态变为活跃状态，活化一个葡萄糖需要消耗1个ATP，一个ATP放出一个高能磷酸键，大约放出自由能，大部分变为热量而散失，小部分使磷酸与葡萄糖结合生成葡萄糖-6-磷酸。己糖激酶。（2）葡萄糖-6-磷酸重排生成果糖-6-磷酸。葡萄糖磷酸异构酶。（3）生成果糖-1、6-二磷酸。磷酸果糖激酶。1个葡萄糖分子消耗了2个ATP分子而活化，经酶的催化生成果糖-1,6-二磷酸分子。（4）果糖-1、6-二磷酸断裂成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮，醛缩酶。（5）磷酸二羟丙酮很快转变为3-磷酸甘油醛。丙糖磷酸异构酶。以上为第一阶段，1个6C的葡萄糖转化为2个3C化合物PGAL，消耗2个ATP用于葡萄糖的活化，如果以葡萄糖-1-磷酸形式进入糖酵解，仅消耗一个ATP。这一阶段没有发生氧化还原反应。（6）3-磷酸甘油醛氧化生成1、3-二磷酸甘油酸，释放出两个电子和一个H+, 传递给电子受体NAD+,生成NADH+ H+,并且将能量转移到高能磷酸键中。3-磷酸甘油脱氢酶。（7）不稳定的1、3-二磷酸甘油酸失去高能磷酸键，生成3-磷酸甘油酸，能量转移到ATP中，一个1、3-二磷酸甘油酸生成一个ATP。磷酸甘油酸激酶。底物水平磷酸化（8）3-磷酸甘油酸重排生成2-磷酸甘油酸。磷酸甘油酸变位酶。（9）2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP。烯醇化酶。（10）PEP将磷酸基团转移给ADP生成ATP,同时形成丙酮酸。丙酮酸激酶。底物水平磷酸化。以上为糖酵解第二个阶段。一分子的PGAL在酶的作用下生成一分子的丙酮酸。在此过程中，发生一次氧化反应生成一个分子的NADH,发生两次底物水平的磷酸化，生成2分子的ATP。这样，一个葡萄糖分子在糖酵解的第二阶段共生成4个ATP和2个NADH+H+，产物为2个丙酮酸。在糖酵解的第一阶段，一个葡萄糖分子活化中要消耗2个ATP,因此在糖酵解过程中一个葡萄糖生成2分子的丙酮酸的同时，净得2分子ATP，2分子NADH,和2分子水。糖酵解的关键酶：有3个，即己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶，它们催化的反应基本上都是不可逆的。 重要性：6-磷酸果糖激酶-1>丙酮酸激酶>己糖激酶糖酵解是如何一步一步被发现的1897年，德国生化学家 E.毕希纳发现离开活体的酿酶具有活性以后，极大地促进了生物体内糖代谢的研究。酿酶发现后的几年之内，就揭示了糖酵解是动植物和微生物体内普遍存在的过程。英国的.霍普金斯等于1907年发现肌肉收缩同乳酸生成有直接关系。英国生理学家.希尔，德国的生物化学家O.迈尔霍夫、O.瓦尔堡等许多科学家经历了约20年，从每一个具体的化学变化及其所需用的酶、辅酶以及化学能的传递等各方面进行探讨,于1935年终于阐明了从葡萄糖（6碳）转变其中乳酸（3碳）或酒精（2碳）经历的12个中间步骤，并且阐明在这过程中有几种酶、辅酶和ATP等参加反应。

癌细胞，具有与普通细胞不同的形态特征和代谢方式，但不管怎样，物质和能量是生命的必需品，因此，和人体的任何细胞一样，癌细胞需要糖（即葡萄糖）来为快速增殖和生长提供“燃料”。值得注意的是，在自然界中，糖的种类极为丰富，那么，癌细胞是否也可以使用除葡萄糖以外的其他类型的糖呢？近日，美国南加州大学的研究人员在 Journal of Cell Science 杂志上发表题为：AKT but not MYC promotes reactive oxygen species-mediated cell death in oxidative culture 的研究论文。该研究发现了多数癌细胞的弱点——无法灵活利用不同类型的糖，也就是说，当癌细胞接触到一种不同类型的单糖——半乳糖时，癌细胞会因无法适应而死亡。在生物体内，正常细胞通过有氧呼吸将糖类等物质分解代谢产生能量，从而供给细胞的增殖和生长。而癌细胞似乎更为“蛮横”，它们主要依靠糖酵解作用为生，因此癌细胞代谢葡萄糖的速度比正常细胞要快得多。值得注意的是，机体内糖并非只有葡萄糖一种，对于正常细胞来说，它们也可以代谢半乳糖等糖类，但癌细胞似乎更为“专一”，大多数时候它们仅钟情于葡萄糖而无法灵活利用其他类型的糖。在此项研究中，研究人员发现致癌基因不仅具有诱导细胞癌变的作用，还可能影响癌细胞对糖类的代谢方式。他们发现，拥有致癌基因AKT的癌细胞无法代谢半乳糖，因此，当它们的生活环境仅有半乳糖时，就会逐渐消亡。半乳糖是哺乳动物的乳汁中乳糖的组成成分，是肠道内吸收最快的单糖。葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物。实际上，半乳糖和葡萄糖同属于六碳糖，化学式都是C6H12O6，但两者在结构和性质上会有所不同。文章的通讯作者Nicholas Graham表示：将细胞暴露在半乳糖环境下，会迫使细胞进行完整的有氧呼吸，而不仅仅是糖酵解代谢。研究小组发现正常细胞既可以代谢葡萄糖，又能代谢半乳糖，而AKT信号通路被激活的癌细胞（通常在乳腺癌中发现）则无法代谢半乳糖。虽然这一发现并不意味着半乳糖可以有效治疗AKT型癌细胞，但它确实揭示了这些癌细胞的一个重要缺陷，即氧化状态可导致细胞死亡。但值得一提的是，研究人员还发现在半乳糖中生存了大约15天后，一些癌细胞开始重新生长，可能是某些亚群的细胞通过自我适应和重新编程对半乳糖产生了抗性。此外，研究团队还发现半乳糖对具有MYC基因突变的癌细胞不起作用。对此，该研究的通讯作者Nicholas Graham说道：“如果有一种可以抑制糖酵解的药物，就应该给具有AKT突变的癌症患者服用，但你不能将其应用于MYC基因突变患者的治疗，因为理论上它对那些MYC基因突变的癌细胞无效。”总而言之，这项研究发现多数癌细胞无法灵活利用不同类型的糖，并且半乳糖可以有效抑制AKT信号通路被激活的癌细胞的增殖和